空調主板顯示數據實時監測電路的設計(05-100)

　　概述

　　近年來,隨著空調市場的不斷擴大,競爭也日趨激烈;從而對空調生產成本控制提出了更高的要求,空調生產過程中測試成本占據了生產成本相當大的比重。同時,生產測試的方便性、準確性和有效性都影響著產品質量,從而最終影響空調品牌的信譽。

　　國內空調生產廠家對空調主板的測試大多數仍停留在手工檢測階段,為提高生產測試中的自動化程度,我們設計了空調主板自動測試系統;自行研制的主板測試數據的實時監測電路是該自動測試系統的一個重要組成部分。該監測電路是以Philips增強型單片機P89C51RD2為核心,實時監視空調主板內的單片機與顯示驅動芯片之間的同步串行數據,確保對空調主板檢測的準確有效;同時根據工控機軟件定義的檢測流程,將計算機發出的控制信號傳送給空調主板的單片機系統,從而模擬空調遙控器的各種操作,實現生產測試系統的流程化和智能化。

　　監測電路硬件的設計

　　主板測試數據實時監測電路功能要求主要包括三個方面：空調顯示數據的監測、風葉步進電機控制脈沖的監測和遙控器功能的模擬。對于前二類數據的監測由于實時性要求高,工控機在多任務監控軟件條件下無法勝任;而對于遙控器功能的模擬是為了提高測試系統的自動化程度,在計算機操作平臺上實現鼠標點擊來模擬空調遙控器的操作。本文主要描述該實時監測電路中顯示數據監測和遙控器模擬的實現。

　　監測電路硬件基本組成

 

　　圖1.空調主板測試數據實時監測電路硬件結構

　　結合監測電路的特殊功能,為提高所設計測試系統的可靠性,單片機采用外部看門狗(Watchdog)復位芯片X5045,該芯片內含512字節的E2PROM可以用于存放系統的相關配置;同時將多余的I/O用于LED指示燈,方便單片機軟件調試并指示監測電路的工作狀態,硬件電路基本組成如圖1所示。

　　監測電路功能分析

　　實時監測電路所采集的顯示數據是空調主板上單片機與顯示驅動芯片PT6961之間的同步串行通訊數據。PT6961芯片(引腳如圖2所示)是臺灣普誠(PTC)公司生產的專用LED驅動芯片,支持10×3鍵盤掃描和由軟件配置的12位×6段或11位×7段顯示模式,與控制器的數據接口為同步串行方式：數據輸入引腳DIN、數據輸出引腳DOUT、時鐘引腳CLK和通訊使能引腳STB。[3]由于在空調主板應用中沒有鍵盤擴展的需要,PT6961與主板單片機之間通訊有三個I/O：DIN、CLK和STB。因此,監測電路必須通過這三個數據接口,編寫單片機軟件準確實時地識別空調主板傳送給PT6961的顯示數據,考慮到主板采用單片機主程序循環方式刷新顯示驅動芯片,并且數據流格式固定,CLK頻率達65KHz。監測電路中的單片機在采集DIN數據串時,由于數據速率較高且時鐘頻率不確定,因此將采集一串數據作為一次任務,且在該任務內不允許其它類型的中斷發生。基于分析與實驗結果,將DIN引腳與單片機普通I/O連接,而STB和CLK則與單片機的INT0和INT1外部中斷輸入引腳相連,用于采集任務的開啟和通訊數據位的監測。